DE2248451B2

DE2248451B2 - Prüfverfahren- und Schaltungsanordnung in Datenverarbeitungsanlagen mit einem Prüftaktimpuls

Info

Publication number: DE2248451B2
Application number: DE19722248451
Authority: DE
Inventors: Arnold Dipl.-Ing. 7530 Pforzheim Blum; Claus Dr.-Ing. 8000 Muenchen Mohr; Leopold Dipl.-Ing. 7030 Boeblingen Reichl; Peter 7036 Schoenaich Rudolph; Guenther Dipl.-Ing. 8031 Gaertringen Sonntag
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1972-10-03
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1974-12-12
Also published as: DE2248451A1; DE2248451C3; FR2201783A5

Description

g pg (_n) j eine Unterbrechung zulassende Markierung in einem

weils am Ende eines Maschinenzyklus anliegt, die 40 Befehlswort des normalen Programms zu einer Zeit ihrerseits mit ihrem Ausgang zum Steuern des auftritt, in der externe Daten zur Verarbeitung an-Tktt (15) i i i () d Dbil d

anderem Eingang das Stop-Prüftaktsignal (T_n) jeweils am Ed i Mhikl li di

gg s

Taktgenerators (15) mit einer Leitung (20) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Register-(z. B. 3, 5 und 6) und Speicherteilen (z. B. 1) der Datenverarbeitungsanlage (Fig. 1) Prüfpunkte (10) angeordnet sind, deren Fehlersignale zur Bildung des Sammelfehlersignals (Zeile 11, Fig. 2) über ein logisches Netzwerk (z.B. 17

liegen, was der Datenverarbeitungsanlage durch ein Signal angezeigt wird, oder in der das Einschalten von Prüfprogrammen in das ablaufende Programm vom Bediener durch Betätigung eines Schalters an der Konsole gewünscht wird. Bei der Unterbrechung des normalen Programms wird in einer bestimmten Speicherzelle des Speichers eine Nachricht gespeichert, die eindeutig die Stelle des normalen Programms kennzeichnet, an der es unterbrochen wurde, se daß. nach Abarbeitung des Zusatz- oder Prüfprod l P d

g (

und 18) mit dem Stop-Prüftakt (T_n) verknüpft ^werden.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprü-

chen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ung r toaishn Fehlerprüfung hat je

in der Und-Schaltung (17) gebildete Fehlerstop- 55 doch den Nachteil, daß außer dem relativ hohen techsignal nur bestimmten Teilen einer Datenverar- nischen Aufwand, der in den zusätzlichen Speichern b und der Steuerlogik begründet ist, die Fehlerprüfung

nur zu bestimmten Zeiten stattfindet, so daß keine

gramms das normale Programm an der entsprechenden Stelle fortgesetzt werden kann. Diese bekannte Einrichtung zur automatischen Fehlerprüfung hat jedh d Nhil dß ß d li h

beitungsanlage (ζ. B. Schieberegister oder Alu)

zum Zwecke eines Operationsstops zugeführt

echte dynamische Fehlerprüfung durchgeführt wird. Ansprü- 6o In der deutschen Offenlegungsschrift 2118 659 ist eine weitere Schaltungsanordnung zur Wartung und Fehlerprüfung bzw. Fehlerfeststellung in Datenverarbeitungsanlagen bekanntgeworden, die dadurch charakterisiert ist, daß der Prüfinformationsspeicher 65 mit beiden Teilen des lokalen Arbeitsspeichers über den lokalen Arbeitsspeichern vorgeschalteten Adressierungsschaltungen verbunden ist und außerdem ein Steuerregister speist, das ebenfalls mit den beiden

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprü chen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß trotz Vorliegens des Sammelfehlersignals (Zeile 11, F i g. 2) durch Anlegen eines Unterdrückungssignals an einen Eingang der Und-Schaltung (17) der Fehlerstop gesteuert verhindert wird.

genannten Adressierungsschaltungen verbunden ist und andererseits auf den lokalen Arbeitsspeichern vorgeschaltete Torglieder wirkt, so daß in der Abhängigkeit des Konsolspeichers und/oder des Steuerregisters der Eingang einom Teil des lokalen Arbeitsspeichers gesperrt werden kann, wodurch unterschiedliche Informationen in die beiden lokalen Arbeitsspeicher eingetragen werden können die auf Exklusiv-Oder-Prüfschaltungen direkt oder indirekt zur Fehlerdiagnose gegeben werden. Obwohl hier bereits gezeigt ist, daß zur Fehlerdiagnose schon vorhandene Schaltungen innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage mit herangezogen werden können, indem nur eine selektive Steuerung der Eingänge der zwei Teile des lokalen Arbeitsspeichers vorgenommen wird, hat diese Schaltungsanordnung jedoch den Nachteil, daß nur die Arbeitsspeicher, in die die Fehlejpriifinfonnationen gesteuert eingetragen werden, auf Fehler geprüft werden, währenddem alle anderen Speicher innerhalb der Datenverarbeitungsanlage und insbesondere die vielen Register nicht geprüft werden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 258 635 ist eine datenverarbeitende Maschine bekanntgeworden, die auf Fehler unterschiedlicher Art spezifisch reagiert, bei der zur späteren Prüfung mittels Prüfprogrammen die in bestimmten Zyklen der Befehlsabarbeitung auftretenden Fehlersignale in bistabilen Kippschaltungen und den zugehörigen logiseben Schaltungen zvvischengespeichert werden, die jedoch für die Sicherstellung der in den einzelnen Registern und Zählern stehenden Informationen keine zusätzlichen Speichermittel aufweist.

Abgesehen davon, daß hier Speichermittel zur Speicherung der auftretenden Fehlersignale zusätzlich vorhanden sind, hat diese vorgeschlagene Lösung jedoch den gravierenden Nachteil, daß bis zur Unterbrechung nicht mehr alle die zur Durchführung der jeweiligen Operation erforderlichen Daten bzw. Befehle in den Registern stehen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Prüfen von Datenverarbeitungsanlagen zu schaffen, die insbesondere aus einem Hauptspeicher, Arbeitsspeicher und vielen Mehrzweckregistern bestehen und während des Operationsablaufs geprüft werden, wobei Fehlerprüfschaltungen verwendet werden, die bei Feststellung eines Fehlers nicht abklingende Antwortsignale erzeugen und die durch eine geeignete Einfügung der Prüf- und Antwortsignale in den vorhandenen Steuer- und Taktzyklus der Maschine die Fehlerprüfung während des Ablaufs von Operationen gestatten.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren, das im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist. im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Durch diese vorgeschlagene Lösung ist es möglich, daß die Prüfung auf Fehlerfreiheit mit dem letzten Impuls eines bestehenden Maschinenzyklus durchgeführt wird. Es sind deshalb zur laufenden Prüfung in jedem Maschinenzyklus keine über den Maschinenzyklus hinausgehenden Zeiten oder Teiltaktzyklen erforderlich. Die Fehlerprüfung wird also innerhalb der Zeit vorgenommen, die für einen normalen Gesamtmaschinenzyklus erforderlich ist. Da außerdem das Abklingen der Antwortsignale zur Auswertung des Fehlerstatus verwendet wird, sind keine Zwischenspeicher wie bisher für diese Signale erforderlich.

Die Erfindung wird nun an Hand von in denZeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen näher erklärt. Es zeigt

F i g, 1 ein Prinzipschaltbild einer Registermaschine mit Prüfeinrichtung und
Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Maschine nach

ίο F i g. 1 mit den Zeitpunkten der dynamischen Fehlerprüfung.

Der in F i g. 1 gezeigte Rechner, an Hand dessen die Fehlerprüfung gezeigt werden soll, ist ein bekannter Registerrechner, der aus dem Hauptspeicher i mit dem Decoder 2, dem daran angeschlossenen Speicherdatenregister3 sowie dem Ä-Zwischenregister 4, das die Verbindung mit deD externen Geräten und externen Einheiten herstellt, besteht, außerdem aus der arithmetisch-logischen Einheit 7, im folgerden

ίο ALU genannt, der die beiden Operandenregister 5 und 6 vorgeschaltet und das i^esultatregister 8 nachgeschaltet sind, weiterhin aus dem Arbeitsspeicher 9 mit dem Decoder 11, dem Operationsd'.codierer 12, der Zeitsteuerung 16, dem Taktgenerator 15 für die

»5 Sieuertaktimpulse, dem Instruktionszähler 13 und dem Modifizierer 14. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens sind den einzelnen Punkten, insbesondere den Ein- und Ausgängen der Zähler und Register, Fehlerpn'ifpunkte 10 zugeord-

3" net, die Fehler-Signale C abgeben, die auf die Eingänge der in F i g. 1 unten links gezeigten Oder-Schaltung 18 gehen. Der Ausgang der Oder-Schaltung ist mit einer Und-Schaltung 17 verbunden, die an ihrem anderen Eingang den letzten Taktimpuls T_n des Maschinenzyklus vom Taktgenerator 15 über die Stop-Prüf-Taktleitung 19 zugeleitet bekommt. Der Ausgang der Und-Schaltung 17 ist über die Fehlerstop-Signal-Leitung 20 mit dem Taktgenerator 15 verbunden.

4T Das in F i g. 1 gezeigte Konzept der Verarbeitungseinheit einer Datenverarbeitungsanlage ist hinlänglich bekannt, so daß eine Beschreibung einer arithmetischen Operation oder Speicheroperation unterbleiben kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, jede andere Struktur einer Verarbeitungseinheit mit der Oder-Schaltung 18, der Und-Schaltung 17 und dem Taktgenerator so zu verbinden, daß die nachfolgend beschriebene Fehlerprüfung möglich ist.
Die Operation der Fehlerprüfung wird nun an Hand des Zeitdiagramrns in Fig. 2 erklärt, daß die wichtigsten Zeitabschnitte zur Steuerung der Verarbeitungseinheit und Verarbeitungseinheit nach F i g. 1 zeigt.

So sind in den Zeilen T₁ bis T_n die Steuertakte des

Systems nach F i g. 1 dargestellt, die der Taktgenerator 15 liefert, der zu jedem beliebigen Zeitpunkt, wie auch aus Fig. 1 hervorgeht, durch ein Stop- bzw. Startsignal gestoppt bzw. gestartet werden kann. Aus den Impulsen T₁ bis T_n, die der Taktgenerator 15

liefert, werden alle anderen Zeitsteuersignale in der Steuerung 16 des Systems gebildet. Wichtig für die vorliegende Beschreibung ist vor allem, daß der letzte Steuertakt T_n eines Maschinenzyklus der Stop-Prüf-Takt ist, der der Und-Schaltung 17 über die Leitung 19 vom Taktgenerator 15 in Fig. 1 zugeleitet wird. Die Zeilen 1, 3, 5, 7 und 9 in Fig. 2 zeigen jeweils das Setzen eines Registers bzw. eines Zählers und die Zeilen 2, 4, 6, 8 und 10 zeigen jeweils das Fehler-

signal an einem Fehlerprüfknoten 10 im System nach Fig. 1.

Im einzelnen bedeuten in F i g. 2:
Zeile 1 Instruktionszähler »Setzen«
Zeile 2 Instruktionszähler »Prüfung«
Zeile 3 Speicherdatenregister 3 »Setzen«
Zeile 4 Speicherdatenregister 3 »Prüfen«
Zeile 5 das erste oder zweite Operandenregister S

bzw. 6 »Setzen«
Zeile 6 das erste oder zweite Operandenregister S

bzw. 6 »Prüfen«

Zeile 7 Resultatregister 8 »Setzen«
Zeile 8 Resultatregister 8 »Prüfen«
Zeile 9 Zwischen- oder Pufferregister 4 »Setzen« Zeile 10 Zwischen- oder Pufferregister 4 »Prüfen« Zeile 11 Sammelfehlersignal am Ausgang der Oder-Schaltung 18 (bestehend aus den einzelnen Fehlersignalen C an den Punkten 10 der F ig. 1)

Zeile 12 das Fehlerstopsignal, das am Ausgang der Und-Schaltung 17 entsteht und in der Leitung 20 dem Taktgenerator 15 zugeleitet wird und

Zeile 13 den Ein- bzw. Abschaltzeitpunkt des Generators 15 in Abhängigkeit von der Fehlerprüfung

Die in den Zeilen 8 bis 11 im Impulsdiagramm nach F i g. 2 gezeigten Zeitpunkte bei C zeigen das Vorliegen eines Fehlers, weil das Fehlerprüfsignal C nicht wieder abgeklungen ist, sondern weiter im oberen Zustand bleibt, wie am Punkt D gezeigt wird. In Zeile 13 bedeutet A die Zeitspanne, in der der Taktgenerator 15 läuft und B zeigt die Zeitspanne, in der der Taktgenerator 15 bedingt durch das Vorliegen eines oder mehrerer Fehler steht.

Aus den F i g. 1 und 2 wird somit ersichtlich, daß durch das Abtasten des Sammelfehlersignals auf

ίο Zeile 11 der F i g. 2 mit dem letzten Impuls T_n des Maschinenzyklus im Und-Schaltkreis 17, das Fehlerstopsignal auf Zeile 12 erzeugt wird, das voll mit dem letzten Taktsignal T_n des Maschinenzyklus zusammenfällt, wodurch gewährleistet ist, daß alle die Daten, die einen Fehler erzeugen konnten, noch in den Arbeitsregistern oder Zählern oder Speichern vorhanden sind und überprüft werden können. Außerdem ist hier ein einfaches Wiederstarten des Rechners möglich, wenn durch eine Start-Operation

ao gültige Daten die fehlerhaften Daten in den Registern ersetzen. Dies ist z. B. der Fall bei intermittierenden Fehlern oder daß mit unterdrücktem Fehlerstopsignal gültige Daten mit Hilfe eines RESTART-Programms in die Register gebracht werden. Für diesen Fall ist

as in F i g. 1 die Und-Schaltung um einen Eingang zu erweitern, auf den das Unterdrückungssignal gegeben wird. Im .ffichtfehlerfalle hat sich das Sammelfehler-Signal auf Zeile 11 der F i g. 2 beruhigt, so daß der letzte Taktimpuls T_n des Maschinenzyklus kein Fehlerstopsignal auslösen kann, weil die Und-Bedingung der Und-Schaltung 17 nicht erfüllt ist und aus diesem Grunde läuft die Maschine ungestört weiter.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prüfen von Datenverarbeitungsaulagen, die insbesondere aus einem Hauptspeicher, Arbeitsspeicher und vielen Mehrzweckregistern bestehen und während des Operationsablaufe geprüft werden und bei denen eine Fehlerreaktion ermöglicht ^'ird, solange noch alle Daten in den Registern in bezug auf die ausgeführte Operation vorhanden sind, dadurchgekennzeichnet, daß Fehlerprüfschaltungen verwendet werden, die bei Feststellung eines Fehlers nicht abklingende Antwortsrgnale erzeugen, daß

Ed jd h ( bi

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Prüfen von Datenverarbeitungsanlagen, die insbesondere aus einem Hauptspeicher, Arbeitsspeichern und vielen Mehrzweckregistern bestehen und während des Operattonsablaufs geprüft werden und bei denen eine Fehlerreaktion ermöglicht wird, solange noch alle Daten in den Registern in bezug auf die angeführte Operation vorhanden sind.

Bedingt durch den sehr komplexen Aufbau einer modernen Datenverarbeitungsanlage mit ihren externen Geräten, wie Kanälen, Ein- und Ausgabegeräten und den ebenfalls sehr komplexen internen Aufbau, der aus einer Speicher-und Registerhierarchie besteht, i ih Fll

g g g, pg ,

am Ende jedes aus mehreren Takttmpulsen (T₁ bis 15 ist es wünschenswert, eine automatische Feststellung T) bestehenden Maschinenzyklus ein Prüftakt von Fehlern an vielen Punkten innerhalb der Daten

j p (₁

T_n) bestehenden Maschinenzyklus ein Prüftaktimpuls (T_n) vorhanden ist, der an den verschiedenen Registern (z. B. 3 und 4) und Speichern (1) innerhalb des Datenverarbeitungssystems (Fig. 1) erzeugte Prüfsignale (C) durch eine logische Verknüpfung abtastet, ob alle Prüfsignale abgeklungen sind oder nicht und daß bei Nichtabklingen eines oder mehrerer Fehlersignale (C bei D) ein Fehlerstopsignal (Zeile 12, F i g. 2) erzeugt wird, das den Steuertakt-Generator (15) während einer Zeit stoppt, in der noch alle Daten in den Registern in bezug au; die gerade ausgeführte Operation vorhanden sind, währenddem beim Vorliegen abgeklungener Prüfsignale (C) der Steuertaktgenerator (15) weiterläuft.

2. Schaltuigsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an arten Pi afpunkten (10) der Datenverarbeitungsanlage (Fi'-. 1) mit den Taktil (T bi T) i

von Fehlern an vielen Punkten innerhalb der DatenVerarbeitungsanlage vornehmen zu können, um immer die Gewähr zu haben, daß kein Fehler in den Registern und Speichern bei der Durchführung von

Operationen in der Datenverarbeitungsanlage vorliegt.

Automatische Überprüfungen und Korrekturen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen sind prinzipiell bekannt.

Es ist z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 119 019 bekannt, ein gerade ablaufendes Programm in der Datenverarbeitungsanlage zu unterbrechen, um an dieser Stelle ein Prüfprogramm ablaufen zu lassen. Die Einrichtung nach dieser Auslegeschrift ist dadurch charakterisiert, daß innerhalb der Maschine neben den Speicherzellen für das normale Programm Speicherzellen für die Befehlsworte des Zusatz-oder Prüfprogramms vorgesehen sind und daß eine den Programmablauf überwachende Koinzidenzschaltung h i di i Kii B i F

gg ) g g

impulsen (T₁ bis T_n) synchronisierten Prüfsignal 33 vorgesehen ist, die ein Kriterium, z. B. in Form eines (C) dem Eingang einer Oder-Schaltung (18) zu- Schaltbefehls zur unterbrechung des normalen Progeleitet sind, deren Ausgang mit dem Eingang
einer Und-Schaltung (17) verbunden ist, auf deren
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gramms und damit eine Abarbeitung des Zusatz- oder Prüfprogramms dann und nur dann abgibt, wenn die